Newsletter. č.7. Využití laserových technologií v letectví a kosmonautice. Archeologové na pozemcích ELI a HiLASE

Transkript

1 Newsletter květen 2012 Využití laserových technologií v letectví a kosmonautice Archeologové na pozemcích ELI a HiLASE O ELI Beamlines vzniká sběrný dokument č.7 Kapitoly z dějin laseru 3: Ženy v ELI 3: Rozhovor: Rané pokusy o využití Karolina Macúchová Dominik Duka laserů ve vědě Petr Kaiser a technice v našich a další... zemích

2 ÚVOD Vážení čtenáři, dostává se vám do rukou v pořadí už sedmé číslo našeho Newsletteru. Vychází v době, kdy na staveništi v Dolních Břežanech probíhají výzkumné archeologické práce předepsané zákonem o státní památkové péči (str ). Česká televize mi před několika týdny položila otázku, zda mě úspěchy archeologů v naší lokalitě neděsí, zda se neobávám zásadního zdržení stavby. Bylo by však pokrytecké, kdyby nás měly úspěchy expertů z jiných vědních oborů jakkoliv děsit. Zvlášť když se jedná o naše kolegy z Akademie věd ČR. S úspěšnými nálezy Archeologického ústavu jsme počítali a pro plnění stavebního harmonogramu proto nepředstavují výraznější riziko. V běhu jsou výběrová řízení na nákup technologií a dodavatele stavby, intenzivně se věnujeme také náboru kvalifikovaných odborníků (rubriky Veřejné zakázky a Zprávy z HR oddělení). Neomezujeme se přitom zdaleka jen na Českou republiku, což platí nejen pro ELI Beamlines, ale i pro sesterský HiLASE. Laserová centra v Dolních Břežanech mají od samého začátku svou mezinárodní dimenzi, nehledě na to, že Česká republika dostatečným počtem laserových fyziků s požadovanými odbornými zkušenostmi ani nedisponuje. O novinkách ve vědeckém týmu ELI Beamlines se dočtete na str. 20, na jiném místě čísla najdete také rozhovor s jednou z posil HiLASE, Taisukem Miurou z Japonska. Naše partnery v čísle zastupují kardinál Dominik Duka (pražská arcidiecéze je původním vlastníkem pozemků pro stavbou obou laserových center) a Petr Kaiser, zmocněnec Ministerstva zahraničních věcí pro vědu a techniku. Jeho úkolem v rámci resortu je napomáhat jak mezinárodní kooperaci českých subjektů se zahraničními partnery v oblasti vědy, výzkumu a inovací, tak propagaci výsledků české vědy. Z obojího vyplývá, že bude mít v budoucnu s ELI Beamlines hodně co do činění. Samozřejmou součástí Newsletteru jsou tradiční rubriky Kapitoly z dějin laseru nebo Ženy v ELI, představujeme také tvůrce, který o vzniku našeho laserového centra točí sběrný dokument a v rámci spolupráce s obcí Dolní Břežany přinášíme rozhovor s tamní radní Markétou Mayerovou. Společně s dolnobřežanskými ostatně připravujeme důstojně pojaté položení základního kamene laserového centra. Předpokládáme, že se uskuteční během června. Podrobnosti se včas dozvíte na našich stránkách Vlastimil Růžička výkonný ředitel ELI Beamlines 2 ELI Beamlines Newsletter 7 květen 2012

3 OBSAH 4 ROZHOVOR Požehnání od kardinála 6 TELEGRAFICKY 8 SERIÁL Využití laserových technologií v letectví a kosmonautice 11 ROZHOVOR Létání je vášeň 12 HILASE Nejintenzivnější laser je pouze začátek, říká Taisuke Miura 14 HILASE Představení projektu HiLASE v USA 15 ROZHOVOR Mám z ELI radost, říká radní Dolních Břežan 16 ROZHOVOR S Petrem Kaiserem o mezinárodní spolupráci ve vědě a výzkumu 18 ZPRÁVY Archeologové na pozemcích ELI a HiLASE 20 ZPRÁVY Co je nového ve vědeckém týmu? 21 ZPRÁVY O ELI Beamlines vzniká sběrný dokument 22 ROZHOVOR Netradiční pohled na Newtona 24 SERIÁL Optomechanika mi poskytuje pracovní svobodu 26 SERIÁL Rané pokusy o využití laserů ve vědě a technice v našich zemích 28 ZPRÁVY Semináře projektů LaserSys a LaserGen 29 NAPSALI O NÁS 30 NEPŘEHLÉDNĚTE Volné pozice 30 Výběrová řízení 30 Co chystáme? 31 STATISTIKY 3

4 ROZHOVOR DOMINiK DUKA Požehnání od kardinála Laserové centrum ELI Beamlines bude stát na pozemcích v Dolních Břežanech, které vlastnila pražská arcidiecéze. Při této příležitosti jsme požádali kardinála Dominika Duku o rozhovor a zeptali se jej na historii této lokality a na jeho postoj k moderní vědě současné doby. Projekt ELI Beamlines je unikátním vědeckým projektem, který bude realizován v České republice. Jaké postavení má věda u nás? Jsou podle Vás čeští vědci dostatečně podporováni a motivováni? Myslím si, že stále ještě jsme schopni obohatit svět významnými a pracovitými reprezentanty vědy. Jaký podle Vás má pro ČR přínos realizovat tak velký projekt, jako je ELI Beamlines? Domnívám se, že pro samotnou ČR znamená tento projekt reálný a velice důležitý vstup do světa evropské a světové vědy. Uvědomíme-li si však, kolik mladých vědců odchází do zahraničí, musíme být rádi, že díky tomuto projektu tomu bude dokonce naopak a mnoho jich přijde také k nám. Vzhledem k minulosti Dolních Břežan jsem jako pražský arcibiskup také rád, že tento projekt pomůže k dalšímu rozvoji obce. Mohl byste čtenářům Newsletteru přiblížit historii této lokality? Historie Břežan sahá hluboko do středověku. Na začátku 18. století je koupil pražský arcibiskup Ferdinand hrabě Khünburg, a od té doby břežanské panství, jehož ekonomicko správní centrum sídlilo na místním zámku, fungovalo jako hospodářské a finanční zázemí pražské arcidiecéze. V roce 1945 byly pozemky se všemi budovami fakticky, nikoli však právně, zabrány státem. Po roce 1989 na základě soudního rozhodnutí je arcibiskupství pražské převzalo zpět. Vidíte nějaké souvislosti nebo naopak zásadní rozdíly v pohledu na život skrze víru a skrze vědu? Myslím, že zjednodušeně lze říci, že především přírodní vědy více kladou důraz na otázku jak. Víra a teď myslím skutečnou racionální víru, která často užívá i filosofické metodiky, se ptá především na otázku proč. Z toho důvodu je také ale nesmírně důležitý dialog mezi vědou a vírou. Pravá víra nemůže nikdy narazit na racionalitu lidského poznání. Dne 18. února tohoto roku jste byl papežem Benediktem XVI. jmenován kardinálem v bazilice sv. Petra ve Vatikánu. Jak se po této významné události cítíte? Jak Vám nová církevní funkce změnila život? Po svátečních chvílích, které jsou již za mnou, pociťuji, že nyní ještě o trochu méně mohu být sám sebou. Opravdu? A v jakém slova smyslu? Je to zkušenost každého člověka, který se nerozhoduje jen sám za sebe, ale má zodpovědnost i za jiné. Musíte brát v úvahu instituci, kterou zastupujete, a musíte vážit jednotlivá slova i kroky. A na závěr jedna malá prosba: Co byste osobně vědeckému centru a jeho pracovníkům popřál? Vedle vědecké erudice bych mu přál také i nutnou míru intuice a především tým, ve kterém bude možné se na sebe jak ve vědecké práci, tak v osobních věcech plně spolehnout. Pokud dovolíte, vyprošuji Vám k tomu i Boží požehnání. Srdečně panu kardinálovi děkujeme za milý rozhovor a těšíme se na další případné setkání. 4 ELI Beamlines Newsletter 7 květen 2012

5 5

6 TELEGRAFICKY Semináře, přednášky, workshopy FOTO: AV ČR, St. Kyselová Od vydání posledního Newsletteru jsme uskutečnili celou řadu akcí zaměřených na odbornou i širokou veřejnost. Kromě přednášek pořádaných v rámci projektů LaserSys a LaserGen (více informací na str. 28), to byl seminář o laserových technologiích na pražské VŠCHT, seminář Exotická fyzika na ELI Beamlines na Matematicko-fyzikální fakultě UK, přednáška pro středoškolské zájemce o fyziku z cyklu Nebojte se vědy (pořádá Středisko společných činností AV ČR), seminář na ČVUT nebo workshop s názvem Biological Imaging with Intense Ultra-Short X-Ray Pulses. V nejbližší době nás pak čeká seminář pořádaný 29. května ve spolupráci s ČVUT v Národní technické knihovně, přednáška z cyklu Science Café (6. června v Brně) ad. Podrobnosti naleznete na stránkách ELI Beamlines v sekci Akce ELI. Stavba ELI a HiLASE v přímém přenosu Štafeta s britskou velvyslankyní Pokud máte zájem pozorovat výstavbu budovy nejintenzivnějšího laseru pro uživatelský výzkum na světě v reálném čase, navštivte stránky konkrétně rubriku Výstavba budovy. Na parcelách, kde se v současné době upravuje terén pro objekty ELI Beamlines a sesterského projektu HiLASE, je totiž nově umístěna trojice kamer, které snímají dění na staveništi. Můžete tak online sledovat, jak stavební práce na projektu pokračují. Velká Británie je v projektu ELI od začátku silně zainteresována, připomeňme jen spolupráci s Central Laser Facility nebo loňskou návštěvu britského premiéra Davida Camerona. Nepřekvapí tedy, že se akce konané 18. dubna pod názvem 100 dní do olympiády v Londýně štafeta metrů s britskou velvyslankyní Sian MacLeodovou zúčastnil i tým projektů ELI a HiLASE tvořený Michalem Chudožilovem, Karolinou Macúchovou a Romanem Švábkem (na snímku zleva ve stylových síťkách na hlavu, nezbytné při práci v laboratoři). Součástí každé štafety byl i paralympionik na vozíčku. Na pražskou Julisku přišli závodníky podpořit i bývalí úspěšní olympionici Kateřina Neumannová, Jan Železný a Imrich Bugár. 6 ELI Beamlines Newsletter 7 květen 2012

7 ELI Beamlines na LASERLAB-EUROPE III Zástupci ELI Beamlines se v březnu zúčastnili shromáždění konsorcia evropských laserových infrastruktur LASERLAB-EUROPE, tentokrát konaného v Bratislavě. Během akce projevili zástupci organizátora setkání Medzinárodného laserového centra (MLC) zájem o bližší spolupráci s naším projektem. Obdobně se vyjádřil i předseda Slovenské akadémie ved Jaromír Pastorek. Podrobné seznámení slovenské laserové komunity s českou částí projektu ELI bylo ostatně důležitou součástí programu LASERLAB-EUROPE III. Po výkonném řediteli ELI Beamlines Vlastimilu Růžičkovi, který projekt unikátního laserového centra v Dolních Břežanech představil, vystoupili také koordinátor pro tematický výzkum Georg Korn a vedoucí jednoho z vědeckých týmů Pavel Bakule s informacemi o výzkumných aktivitách a připravovaných technologiích. Britský ministr obchodu a investic se setkal s vedením projektu Součástí programu dvoudenní návštěvy britského ministra obchodu a investic Lorda Greena v České republice bylo i setkání s představiteli velkých výzkumných infrastruktur. Nechyběl mezi nimi výkonný ředitel ELI Beamlines Vlastimil Růžička. Jsem rád, že britské společnosti v Česku investovaly v celé řadě různorodých oblastí, od strojírenských Navštívili nás američtí studenti a manažeři počítačových systémů po vakuové technologie. Silnou stránkou České republiky i Spojeného království je nepochybně také věda. V této oblasti existuje mezi našemi zeměmi řada kontaktů a určitě chceme pokračovat v dalších společných projektech typu superlaseru ELI nebo Středoevropského technologického institutu CEITEC, řekl ministr Green. V polovině dubna navštívili Fyzikální ústav AV ČR studenti doktorského studia z Argosy University na Floridě a manažeři společností UPS, Cosmos Corporation, Hartsfield Airport, Coca-Cola nebo Pfizer. Manažer pro transfer technologií ELI Beamlines Aleš Hála je seznámil s různými aspekty přípravy laserových center ELI v Maďarsku, Rumunsku a především v České republice. Účastníkům však představil také další evropská centra excelence u nás (byť pouze ELI Beamlines je uvedeno na ESFRI European Roadmap for Research Infrastructure). Šance pro studenty Pracovníci vědeckého týmu ELI Beamlines společně s vyučujícími z FJFI ČVUT vypsali témata bakalářských, magisterských a disertačních prací pro studenty technických oborů. Nabízíme neje- nom českým studentům možnost spolupracovat s projektem ELI Beamlines už během jejich studia. Proto přicházíme s tématy v rámci jednoho z našich výzkumných programů, konkrétně Urychlování částic pomocí laseru, vysvětluje senior výzkumník ELI Beamlines Daniele Margarone. Podrobnosti naleznete na stránkách ELI Beamlines. 7

8 SERIÁL Laser a jeho aplikační potenciál 1 Využití laserových technologií v letectví a kosmonautice Prvořadým úkolem projektu ELI Beamlines je vytvořit velký laserový systém, který bude využívat špičkové laserové technologie pro generování nejintenzivnějších pulsů světla. Tyto ultrakrátké a mimořádně intenzivní světelné pulsy najdou velké uplatnění převážně v oblasti základního výzkumu, kdy bude poprvé možné studovat jevy spojené např. s kvantovou elektrodynamikou, časoprostorovou závislost zářivých polí, strukturu vakua a mnoho dalších. Abyste si však mohli vytvořit obrázek, v jakých různých oborech se v současné době laser využívá, připravili jsme do našeho Newsletteru krátký seriál popisující praktické aplikace laserových technologií a možný budoucí potenciál pro využití laseru ELI Beamlines. V tomto čísle začínáme popisem laserových aplikací v oboru letectví a kosmonautiky, v čemž nám pomohou dva odborníci, kteří se s praktickým využitím laserových technologií setkali v rámci svého povolání. Prvním z nich je nový pracovník projekčního týmu ELI Beamlines Viktor Fedosov, který působil v Centru leteckého a kosmického výzkumu (CLKV). Specializoval se zde hlavně na kosmický výzkum, především na testování vysoce citlivého elektrostatického mikroakcelerometru včetně verifikace přístroje na oběžné dráze, jehož úkolem je přesné měření (s rozlišovací schopností m/s 2 v rozsahu ± 10-4 m/s 2 ) negravitačních poruchových sil působících na družice v průběhu jejich orbitálních letů. V ELI Beamlines je Viktor Fedosov zodpovědný za vytvoření a aktualizaci celkového plánu realizace projektu: Z minulého zaměstnání jsem si odnesl určité zkušenosti spojené s realizací technických a výzkumných projektů. ELI svým obsahem a celoevropským zaměřením překonává z profesního hlediska vše, co jsem kdysi vykonal. Je to obrovská výzva, při které si ověřím vlastní schopnosti a rozšířím dosavadní zkušenosti na vyšší úroveň odborných znalostí. 8 ELI Beamlines Newsletter 7 květen 2012

9 Na obrázku se Viktor Fedosov (uprostřed) účastní integrace akcelerometru s družicí Tatiana Stěžejním tématem našeho povídání bylo využití laserových technologií v odvětví kosmonautiky. V oboru kosmických technologií se lasery převážně používají pro určení parametrů oběžných drah kosmických objektů či úlomků nefunkčních družic a dalších těles vypuštěných do vesmíru. Kombinací radarové detekce a laserového pozorování získáváme přesnou polohu pozorovaného objektu ve stanoveném souřadnicovém systému, což nám umožňuje předpovědět vyskytující se možná úskalí na jeho oběžné dráze: Můžeme tak určit pravděpodobnost kolize družice, při které dochází po nárazu s jiným objektem, anebo dobu jejího zániku při poklesu a vstupu do atmosféry. Laserové pozorování družic je v současné době i běžným nástrojem pro základní výzkum měření hustoty termosféry, vrstvy zemské atmosféry nacházející se nad mezosférou a dosahující do výšky až 700 km. V poslední době byla realizována celá řada projektů, které využívaly malé sférické LEO (Low Earth Orbit) družice vybavené reflektory s cílem prozkoumat evoluci drah družic určujících veličinu hustoty termosféry. Dalším velice zajímavým příkladem pro využití laserových technologií v kosmonautice je připravovaný projekt LISA (Laser Interferometer Space Antenna), který probíhá v rámci spolupráce Evropské kosmické agentury (ESA European Space Agency) a Národním úřadem pro letectví a kosmonautiku (NASA National Aeronautics and Space Administration). Tento projekt si klade za cíl detekovat gravitační vlnění časoprostoru a bude realizován v konstelaci tří družic umístěných ve vrcholech rovnostranného trojúhelníku s délkou strany 5 mil. kilometrů: Každý satelit bude vybaven vysoce přesným laserovým interferometrem a měrnou hmotou, která má tvar krychle zhotovené ze zlata a platiny a slouží jako reflektor pro optické systémy dalších dvou družic. Pohyb měrné hmoty uvnitř satelitu ve stavu beztíže bude určen jen počátečními podmínkami experimentu a gravitačními poruchami. Porovnáním dynamiky pohybu měrné hmoty s předpovědí vyplývající z teorie obecné relativity bychom mohli objevit důkaz existence gravitačních oscilací v časoprostoru. V kosmonautice jsou lasery dále vyžadovány jako součást měřícího vybavení kosmických misí určených pro dálkový průzkum Země a jiných planet. Laserové skenování LIDAR (Light Detection and Ranging) má význam v altimetrickém průzkumu povrchu Země nebo při výzkumu atmosféry. Laser ranging je dále využíván jako podpůrné zařízení pro setkání a spojení dvou orbitálních systémů do jednoho celku. Příkladem lze uvést automatické spojení nákladních kosmických lodí s Mezinárodní vesmírnou stanicí (ISS - International Space Station). 9

10 SERIÁL Laser a jeho aplikační potenciál Laserové technologie se také hojně využívají v materiálovém inženýrství, a to převážně při vytvrzování a vyklepávání různých materiálů. Technologie svařování laserem je v současné době už poměrně dobře propracovaná a využívá se při ní zejména CO 2 laserů, pevnolátkových Nd:YAG laserů, k nimž v poslední době přistoupily i kontinuální výkonové diodové lasery, diskové lasery a vláknové lasery. Sesterský projekt HiLASE realizovaný také v Dolních Břežanech se bude mimo jiné specializovat na rozvoj nových laserových technologií např. pro letecký a polovodičový průmysl a vývoj. Lasery, které budou výkonné, kompaktní a s vysokou účinností, najdou své uplatnění při vývoji a opracování nových materiálů odolných vůči působení intenzivního mechanického a teplotního zatížení. Letecký průmysl v ČR se v poslední době velmi rychle rozvíjí. V tomto oboru působí též několik subdodavatelů, kteří projevují zájem o spolupráci ohledně aplikací laserových technologií. Konkrétně se může jednat o svařování či tepelné zpracování dílů leteckých motorů nebo povrchové úpravy různých konstrukčních dílů letadel. Díky přesnosti laseru lze počítat s menšími technologickými přídavky materiálu, což znamená snížení materiálové náročnosti. Z hlediska ekologie a nákladů je pak významnou výhodou nízká spotřeba energie díky krátké době ohřevu a nižšímu elektrickému příkonu. V letectví se dále laserových technologií využívá při navádění tzv. chytrých munic na cíl a při přistání stíhacích letounů na letadlovou loď. Na tyto aplikace jsme se zeptali druhého odborníka, kterým je kapitán Michal Daněk, display pilot letounu JAS-39C Gripen. Rozhovor s mladým pilotem si můžete přečíst na následující straně. Kapitán Michal Daněk s letounem JAS-39C Gripen 10 ELI Beamlines Newsletter 7 květen 2012

11 ROZHOVOR Michal Daněk Létání je vášeň Rozhovor s display pilotem letounu JAS-39C Gripen Michalem Daňkem nejen o letectví Byla ve Vás od malička touha stát se vojenským pilotem? Od malička je asi příliš brzy, ale od doby, kdy se dítě začne zabývat otázkou budoucího zaměstnání. Vyrůstal jsem v prostředí úzce spjatém s vojenským letectvem, neboť otec i strýc byli vojenskými piloty, a to jistě do značné míry ovlivnilo mé zájmy a rozhodování. Vedla Vaše cesta do kokpitu Gripenu přes létání v aeroklubu nebo jste přímo nastoupil do vojenské školy pro piloty? Jako většina mých vrstevníků jsem před usednutím do kabiny vojenského letadla prošel vstupní branou aeroklubu. Tam člověk získá základní teoretické znalosti a první praktické dovednosti. Vedle letounu JAS-39 Gripen jste v minulosti létal na jakých typech letadel? Jakým způsobem coby pilot moderních letounů pociťujete značný pokrok ve vojenském letectví? V armádě jsem po základním selektivním výcviku na Z-142 pokračoval na cvičných proudových letounech L-29 a L-39 a posledním typem před JAS-39 se pro mě stal stíhací MiG- 21. V kabinách těchto letounů jsem strávil 1800h. A jak pociťuji technologický pokrok v letectví? Já myslím, že vývoj technologií je znát téměř ve všech odvětvích naší společnosti a letectví a kosmonautika je pochopitelně hnací silou tohoto pokroku. Dokonce s rychlostí technologického pokroku souvisí jeden paradox spjatý s leteckou technikou. A sice ten, že díky dlouhému vývoji letadla od prvního náčrtu přes prototyp až po sériový kus, součástky v něm použité, zejména pro palubní počítače, se stávají v době uvedení do provozu již technologicky zastaralé. Jaký je Váš názor na použití v současné době bezpilotních vojenských letounů a navádění chytré munice na určitý cíl? Je to opět další z kroků postupujícího vývoje, i když si myslím, že lidská inteligence a zejména rozhodovací proces tu mají stále své místo. Ono to pochopitelně souvisí se snahou na jedné straně minimalizovat vlastní ztráty použitím bezpilotních prostředků a na straně druhé, při použití přesné munice co nejvíce omezit nežádoucí škody a ztráty u protivníka. To je rozhodně pozitivní a humánní, pokud se vůbec toto slovo dá použít v souvislosti s jakýmkoli ozbrojeným konfliktem. Když sedíte v kokpitu Gripenu, využíváte při letu některých laserových technologií? V současné době používáme převážně laserový gyroskop pro navigační účely, který nahradil klasický mechanický. Jinak laser je hojně využíván i jako dálkoměrný systém a systém pro označení cíle při použití přesné munice. Bohužel, je zde i jeden negativní fenomén souvisejícím s laserem, a sice úmyslné oslňování posádek letadel při přistávacím manévru. A protože počet těchto incidentů, kdy dochází k oslnění, nebo dokonce k poškození zraku pilotů, čímž je ovlivněna bezpečnost posádky, cestujících a v neposlední řadě i lidí na zemi, překročil únosnou mez, rozhodla se mezinárodní organizace pro letectví toto legislativně ošetřit vydáním zákazu používání laseru v okolí letišť. Na rozdíl od tohoto, řekněme škodlivého pohledu do laserového paprsku, vámi zmíněný naváděcí systém použitý na letadlových lodích využívá pro lidské oko bezpečného paprsku a slouží k vizuálnímu navedení letadel na palubu. Já pochopitelně zkušenost s létáním na palubě letadlové lodi nemám, ale vím, že funguje asi následovně. Pokud je pilot přesně v ose přistávací paluby vidí stálé oranžové světlo, pokud se uchýlí vpravo, tak světlo zezelená a čím více je vpravo, tím začíná blikat se zvyšující se frekvencí, analogicky to funguje i v případě úchylky vlevo, pouze barva kterou pilot vidí, je červená. Bylo Vaším snem létat na letounu, jako je Gripen? Jaké další sny v letectví byste si ještě rád splnil? Určitě snem každého pilota je létat s tím nejlepším letadlem, které je k dispozici, což v našem případě Gripen bezesporu je. Takže ano, tímto jsem si sen splnil. Dalším mým přáním bylo předvádět tento letoun na leteckých dnech, což se mi v minulých třech letech také podařilo. Co se mi dosud nepodařilo, a chtěl bych zažít, je podívat se na letadlovou loď. A jestli jsou ještě nějaká letecká přání? Snad jen podívat se do kosmu, ale to je asi v kategorii nesplnitelných. Jaký máte vztah k vědě? Zajímáte se o nové vědecké trendy? Jaký vynález nebo výzkum Vás v poslední době nejvíce zaujal? K vědě mám celkem kladný vztah, hlavně co se týče techniky, ale spíše je to v rovině obdivu ke každému, kdo se jí zabývá. Bohužel však nemám moc času všechny trendy sledovat, což snad stejně ani k jejich rozmanitosti není možné. Nejvíce mě asi v poslední době zaujaly nanotechnologie a jejich případné využití a dále pak tiskové zprávy CERNu ohledně rychlosti neutrina, za kterou ve skutečnosti stála technologická chyba při měření. 11

12 HILASE Taisuke Miura Nejintenzivnější laser je pouze začátek, říká Taisuke Miura Jak byste v krátkosti popsal svou dosavadní vědeckou kariéru? TM: Od roku 1998 jsem se podílel na projektu ultrakrátkých laserových pulsů organizovaném v rámci výzkumné asociace FESTA (Femtosecond Technology Research Association) v Japonsku. Vyvinul jsem zde dva nové režimy fungování Titan- -safírového laseru vzájemně synchronizované s přesností lepší než 30 femtosekund. Dále se mi v rámci projektu podařilo výrazně potlačit jitter 1 khz femtosekundového Titan- -safírového regeneračního zesilovače až na úroveň pod 1 fs. Výsledky ze zmiňovaného výzkumu jsem obhájil ve své disertační práci v roce Po získání doktorského titulu jsem začal pracovat v technologickém ústavu v Tokiu, kde jsem se hlavně zabýval vývojem nových transparentních vodivých materiálů. Popsal jsem také chování molekul kyslíku v amorfním filmu oxidu křemičitého, který byl používán v křemíkové bázi mikroelektronického obvodu jako ultratenký vstupní izolátor. Pracovat v oboru, ve kterém jsem nikdy dříve nepůsobil, bylo pro mě ze začátku velice náročné, přesto však příjemné a intelektuálně obohacující. V roce 2003 jsem byl osloven profesorem Akirou Endem (jeho profil přineseme v dalším čísle Newsletteru, pozn. red.) s pracovní nabídkou do firmy Gigaphoton Inc., která vyvíjela extrémní ultrafialové světelné zdroje produkované laserovým plazmatem využívané pro příští generace polovodičů litografie. V této době jsem se svým týmem jako jeho hlavní výzkumný pracovník vyvinul mimořádně intenzivní pikosekundový Yb:YAG tenko-diskový regenerační zesilovač a dále CO 2 laser s radiofrekvenční excitací. V roce 2006 jsem demonstroval prototyp Yb:YAG regeneračního zesilovače s výstupem 100 W a opakovací frekvencí 10 khz. Pomocí CO 2 laseru s délkou pulse 30 nanosekund a opakovací frekvencí 130 khz jsme pak dosáhli průměrného výstupního výkonu 2,6 kw. Od roku 2006 jsem pracoval ve společnosti OMRON Laserfront Inc. v Japonsku. Zaměřil jsem se zde na vytvoření vysoce stabilního a spolehlivého femtosekundového laserového systému pro průmyslové využití, konkrétně pro výrobu plochých obrazovek. Co Vy osobně pokládáte na Vaší 12 ELI Beamlines Newsletter 7 květen 2012

13 výzkumné práci za vůbec nejzajímavější? TM: Vzhledem k tomu, že jsem pracoval několik let i v soukromých společnostech, nejsem klasický vědec teoretik pracující pouze v laboratoři. Podstatný je pro mě zejména aplikační potenciál mého výzkumu a soustředím se především na spolehlivost a efektivní využitelnost vyvíjeného laserového systému. Samozřejmě, že je důležité ukázat světu co nejintenzivnější laser, ale to je pouze začátek pro skutečné průmyslové aplikace, ze kterých mohou mít lidé prospěch. Proč jste si jako místo pro práci a život vybral právě Českou republiku? TM: Těch důvodů je hned několik. Především jsem samozřejmě do České republiky přijel kvůli projektu HiLASE, který je atraktivní výzvou především pro můj profesní život. Co se ale soukromého života týče, od malička jsem byl zvyklý s rodiči cestovat po celém světě a vždy jsem si přál žít v zemi s bohatou historií. Samozřejmě, že jsem zpočátku váhal odstěhovat se s ženou a malými dcerami do cizí země, o které se v Japonsku příliš nedočtete. Hledal jsem tedy na internetu a našel jsem pár blogů popisujících život v Čechách, které vytvořili japonští turisté. Někteří tvrdili, že Češi pečují o děti a staré lidi, což mi přišlo pěkné, protože to je v Tokiu jen zřídkakdy k vidění. Když jsem začal žít v Praze, opravdu jsem na vlastní oči viděl, že mnoho lidí pouští v tramvaji sednout si staré lidi a pomáhají mladým matkám s kočárkem při nástupu a výstupu z metra či autobusu. Doufám tedy, že život v Praze bude dobrou a obohacující zkušeností pro mou celou rodinu. Čím je pro Vás osobně přínosná práce pro HiLASE? TM: Důvodem, proč se zajímám o projekt HiLASE, je výzkumný program 1, jehož cílem je vytvořit multi-j laserový systém kw třídy čerpaný diodami pro průmyslové a vědecké aplikace. Doufám, že Česká republika s Japonskem vybudují v budoucnu spolupráci v oblasti high-tech průmyslových laserových aplikací. Očekávám, že tento projekt také přispěje k udržitelnému rozvoji laserových vědeckých a lékařských aplikací a že v rámci něj využiji své zkušenosti z minulých zaměstnání v privátním sektoru. 13

14 HILASE HiLASE v USA Členové projektového týmu HiLASE s pracovníky LLNL Představení projektu HiLASE v USA Začátkem roku 2012 se vědci z projektu HiLASE Martin Divoký, Martin Smrž, Michal Chyla a Pawel Sikocinski zúčastnili konference SPIE Photonics West 2012, která se konala na výstavišti Moscone Center v San Francisku v USA. Členové vědeckého týmu projektu HiLASE zde prezentovali výsledky získané při návrhu vysokorepetičních pulsních laserů. Konferenci doprovázela rozsáhlá expozice výrobců laserové techniky, zaměřené na vědecké aplikace. Na veletrhu bylo možné získat přehled o dostupných diodových budících systémech, řídící elektronice a výkonové optice nutné pro sestavení navrhovaných laserů. Potřebné parametry byly diskutovány se zástupci vystavujících firem. Stěžejním bodem návštěvy v Kalifornii byla prohlídka Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), kde je v provozu dosud nejenergetičtější pulsní laser světa s vysokou repeticí Mercury. Členové výzkumného týmu zde představili projekt HiLASE svým americkým kolegům z LLNL a společně diskutovali o stěžejních záležitostech, které nastanou při stavbě tak významného laserového systému. Samotný veletrh SPIE byl obrovský. Těšilo mě jeho zaměření na vědecké aplikace, v rámci kterých jsme našli přesné typy přístrojů pro náš další výzkum. Úžasné také bylo, že jsme měli možnost navštívit LLNL a sdílet tak poznatky našich amerických kolegů, kteří mají velké zkušenosti se stavbou laserových systémů, dodává Martin Divoký, junior výzkumník projektu HiLASE. 14 ELI Beamlines Newsletter 7 květen 2012

15 SERIÁL Místní o ELI 2 Markéta Mayerová (vpravo nahoře znak obce Dolní Břežany) Mám z ELI radost, říká radní Dolních Břežan Markéta Mayerová je jednou ze známých tváří, které žijí v Dolních Břežanech a okolí. Méně už se ví, že ve své domovské obci zastává také funkci radní. I proto se o projekt ELI Beamlines, který bude v Dolních Břežanech sídlit, zajímá. Bydlíte v Dolních Břežanech. Co pro Vás osobně znamená stavba laserového centra ELI Beamlines? Co si od projektu slibujete z hlediska přínosu pro region? Mám radost, že tak výjimečný a prestižní projekt bude právě u nás v Čechách. Vím, že se dlouho rozhodovalo, ve které zemi bude nakonec realizován. A samozřejmě si slibuji, že poskytne i pracovní příležitosti jak pro Dolní Břežany, tak blízké okolí. Projekt ELI Beamlines bude v Dolních Břežanech sídlit hlavně z dopravních a technických důvodů. Proč jste si Dolní Břežany vybrala Vy? Je tady krásně, protože kdysi keltští druidové moc dobře věděli, jak si vybrat to správné místo k životu. Šlo mi taky o to, abych nemusela každé ráno stát v koloně, když potřebuju jet do Prahy. A Břežany mají čtyři nezávislé příjezdy do hlavního města, stačí si podle denní doby vybrat ten nejvolnější, a je tu krásný výhled na Pražský hrad i Říp a báječní sousedé. Jaké jsou Vaše současné aktivity, na čem právě pracujete? Coby projektová manažerka vymýšlím a realizuji projekty pro klienty, také každé odpoledne vysílám na rádiu Frekvence 1, dopisuji knihu A starám se o místo, ve kterém žiji, protože pracuji v zastupitelstvu a radě obce. 15

16 ROZHOVOR Petr Kaiser S Petrem Kaiserem o mezinárodní spolupráci ve vědě a výzkumu Ministerstvo zahraničních věcí je institucí, která vyjádřila svoji podporu realizaci projektu ELI (Extreme Light Infrastructure) v České republice, a jeho zástupci se aktivně podílejí na prezentaci ELI v zahraničí. Položili jsme několik otázek zmocněnci pro vědu a technologii Petru Kaiserovi, který se již řadu let věnuje diplomacii a dlouhodobě pracoval jako zástupce stálého představitele ČR při OSN v New Yorku. Jaký má podle Vás význam budovat v České republice tak velké projekty ve vědě a výzkumu, jako je právě ELI Beamlines? Podle mého názoru česká věda v řadě oborů dosahuje excelentních výsledků. Velké projekty, jako je ELI Beamlines, by měly být využity k tomu, abychom soustředili naše kapacity vědecké, manažerské, personální a finanční k vybudování něčeho, co bude na světové špičce. Měli bychom dokázat, že v této zemi je dostatek schopných lidí takový úkol zvládnout. Je jasné, že je to úkol nesnadný či, jak se dnes říká, velká výzva. Je to výzva, před kterou musíme obstát. Je nepochybné, že úspěch projektu ELI není představitelný bez jeho zapojení do mezinárodní spolupráce. Ministerstvo zahraničí je proto připraveno zprostředkovat navazování potřebných kontaktů a komunikace. Proto jsme také v uplynulých letech přispěli k propagaci ELI ve vybraných zemích, mimo jiné prostřednictvím programu České technologické dny, který spoluorganizujeme s agenturou CzechInvest a Ministerstvem průmyslu a obchodu. ELI je mezinárodní projekt, na jehož přípravné fázi se podílelo 40 výzkumných institucí ze 13 zemí EU. Jak je podle Vás důležité pro české subjekty spolupracovat se zahraničními partnery v rámci vědy a výzkumu? Co vše tato spolupráce přináší? Jak jsem již uvedl, považuji mezinárodní spolupráci ve vědě a výzkumu za imperativ. Výměna nových myšlenek a poznatků byla v celé historii lidstva pro rozvoj poznání zásadní. Národy, i ty nejvyspělejší, které se chtěly udržet v popředí vědecko-technického a ekonomického vývoje, byly vždy v tomto směru otevřené. V opačném případě začaly velmi rychle zaostávat nejprve intelektuálně, posléze ekonomicky a společensky. Dvojnásob to platí v dnešním globalizovaném světě. Ani tak pokročilá velmoc, jako jsou USA, už nedokáže být na vrcholu ve všech oborech a snaží se všemožně podporovat nejen domácí výzkumné kapacity a přitahovat nejlepší mozky ze zahraničí, ale též navazovat skutečnou mezinárodní kooperaci. Česká věda byla po značnou dobu do určité míry izolována. Přesto si uchovala vysoký standard v řadě oblastí. Každý slyšel o profesoru Otto Wichterlem či profesoru Antonínovi Holém, abych uvedl jen dvě z těch nejznámějších jmen. Za poslední dvě dekády se výkon našich badatelů výrazně zlepšil, což konstatoval i nedávno zveřejněný mezinárodní audit české vědy vedený Technopolis Group. Nicméně máme před sebou ještě mnoho práce. Mezinárodní spolupráce je naprosto nezastupitelná v tom, že zásadním způsobem doplňuje domácí kapacity. Zároveň nastavuje vysokou laťku mezinárodní kvality nejen samotným badatelům, ale též organizátorům vědeckých grantů a programů, nejrůznějším týmům atd. O spolupráci s průměrnými totiž nikdo ve světě nemá zájem. Naopak, úspěchy společných grantů a projektů zvyšují renomé českých 16 ELI Beamlines Newsletter 7 květen 2012

17 Na snímku je Petr Kaiser (zleva) s americkým velvyslancem v ČR Normanem L. Eisenem (FOTO: archiv CzechInvest) výzkumníků a v konečném důsledku otevírají dveře do těch nejpokročilejších laboratoří a na ta nejrenomovanější pracoviště. Když porovnáte postavení vědy a výzkumu v České republice s ostatními státy, domníváte se, že je naše věda na světové úrovni? Bylo by příliš ambiciózní po českých vědcích žádat, aby byli, jak říkáte, na světové úrovni ve všech oblastech a odvětvích soudobého bádání. Na to naše kapacity přece jen nestačí. Jsme středně velkou zemí uprostřed Evropy. Počty vědců a výzkumníků se celosvětově odhadují v řádu miliónů. Jednotlivé údaje se sice dosti liší, ale i tak je jasné, že jde o ohromná čísla, která navíc rapidně rostou, zejména v nově se rozvíjejících zemích. V České republice se počet badatelů pracujících na plny úvazek udává v řádu necelých 30 tisíc. Je tedy zřejmé, že se můžeme prosadit jen zaměřením na kvalitu výzkumu, tedy tím, že budeme usilovat o excelenci nejen v domácím kontextu, ale též v mezinárodním srovnání. Takové obory u nás nepochybně existují. Nerad bych jmenoval jen některé, neboť by to nebylo spravedlivé vůči ostatním. Dovolte mi však vyjádřit svůj názor, co je potřeba v daném směru dělat: soustředit naše kapacity na definované prioritní obory a vytvořit takové personální, organizační a finanční podmínky, abychom v těchto oborech dosáhli kritické množství pro pokročilý výzkum a vývoj. Jak jsem již dříve uvedl, mezinárodní spolupráce k tomu může výrazně napomoci. Jak víte, je stanovování priorit výzkumu a strategické řízení vědy svěřeno vládní Radě pro vědu, výzkum a inovace. Úsilí o dosažení excelence české vědy a o výrazné posílení mezinárodní spolupráce tento orgán věnuje přednostní pozornost. Jak vnímáte emigraci vědců do zahraničí? Z jakých důvodů podle Vás k odchodu řady špičkových vědeckých kapacit do zahraničí dochází? Myslíte si, že projekty, jako je např. ELI Beamlines, přilákají české vědce zpět domů? Mobilitu vědců obecně pokládám za zcela přirozený proces. Působení našich profesorů na zahraničních univerzitách či doktorandů a výzkumníků v mezinárodních týmech zabývajících se pokročilým výzkumem bychom měli vítat. Problémem však je, když z naší země odcházejí ti nejschopnější, aby se uplatnili v zahraničí a už tam zůstali. Je proto potřeba, aby byly dále vytvářeny podmínky a rozpracovávány pobídky pro všechny ty, kteří v cizině získali cenné poznatky a zkušenosti a jsou připraveni se vrátit na naše vysoké školy a akademická pracoviště, kde mohou napomoci zvyšovat kvalitu místního výzkumu a vzdělávání. V tomto směru byly již učiněny nějaké kroky, ale je potřeba se tomu dále věnovat. Budované velké výzkumné infrastruktury by po svém dokončení měly být schopny takové atraktivní podmínky nabídnout. 17

18 ZPRÁVY archeologie Archeologové na pozemcích ELI a HiLASE Michaela Mácalová z Archeologického ústavu Akademie věd ČR píše pro Newsletter ELI Beamlines o záchranném archeologickém výzkumu na polykulturní pravěké lokalitě Dolní Břežany. Umožnit záchranný archeologický výzkum patří podle zákona o státní památkové péči v potenciálně archeologicky zajímavých lokalitách mezi povinnosti stavebníka. Na pozemcích určených pro objekty ELI Beamlines a HiLASE začal výzkum v březnu letošního roku. Předcházel mu archeologický dohled při skrývce ornice a odstraňování recentních vrstev. Už v této fázi byly na pozemcích objeveny pozitivní archeologické situace. Jednalo se zejména o výraznou zahloubenou chatu ze starší doby železné (halštatu) a několik zásobních jam nalezených v jižní části zkoumané plochy. Po dokončeni skrývky na ploše první fáze výzkumu (projekt HiLASE) bylo zjištěno 332 objektů převážně pravěkého sídlištního charakteru. Konkrétně se jednalo o 2 zahloubené chaty (polozemnice), 6 zásobních jam, 8 žlábků a 63 sídlištních jam. V jedné z polozemnic se nacházelo torzo koňského skeletu (lebka). Z některých archeologických období jsou známy pohřby koní, či jejich jiná pietní ukládání i v rámci sídlišť. V našem případě se však nejspíše jedná o dobový sídlištní odpad. Zbývajícími objekty jsou kůlové jamky, z nichž některé tvoří strukturu nosných konstrukcí nadzemních kůlových staveb (obytných či hospodářských). Nálezy bylo možno předvídat již s ohledem na archeologické výzkumy, které v předchozích letech probíhaly v těsné blízkosti zkoumané lokality a taktéž v souvislosti s existencí nedalekého známého oppida na Závisti. Na skrytou plochu jsme aplikovali metodu plošného odkryvu. Jelikož na lokalitě nebyla zjištěna žádná kulturní vrstva, nebylo nutno plochu dále dělit na menší úseky. Samotné objekty tedy zkoumáme s ponecháním kontrolního bloku. Větší objekty či objekty ve složitější superpozici jsme tradičně rozdělili na více sektorů dle potřeby. Sídlištní objekty jsou vybírány po přirozených uloženinách. Objekty s jednotnou výplní pak po mechanických vrstvách o mocnosti cca centimetrů. Veškeré objekty a sondy jsou v terénu kresebně dokumentovány. Nalezené situace dokumentujeme též fotograficky a následně je geodeticky zaměřujeme. Ze všech větších objektů (chat, zásobních jam atd.) jsou odebírány environmentální vzorky, které budou následně zpracovány floatací a poté podrobeny dalším přírodovědným analýzám. Pozn. red: Díky vysoce profesionálnímu přístupu archeologů a zejména jejich ochotě urychlit záchranný průzkum posílením lidských zdrojů by průzkumné práce neměly vest ke zpoždění začátku výstavby objektu HiLASE, který je plánován na léto Za to archeologům děkujeme. počátek archeologických prací objekt č. 155 polovina zásobní jámy s vypreparovanou keramikou 18 ELI Beamlines Newsletter 7 květen 2012

19 Dosud byly na pozemcích určených pro výstavbu objektu HiLASE identifikovány tyto období a kultury: Neolit - kultura s lineární keramikou Nejstarší nálezy keramiky na našem území náleží do období kultury s lineární keramikou ( př. n. l.). V současné chvíli jsme na zkoumané lokalitě identifikovali jeden sídlištní objekt (jámu), jejíž výplň obsahovala několik zlomků keramických nádob patřící této kultuře. Jednalo se o typickou keramiku tohoto období nádobu bombovitého tvaru, se silným střepem, zdobenou rytým volutovým ornamentem. Neolit - kultura s vypíchanou keramikou Spadá do období neolitu ( př. n. l.). Keramické nádoby produkované v tomto období mají polokulovitý až bombovitý tvar, vyskytuje se též tvar hruškovitý, jenž se v pozdějších fázích kultury s vypíchanou keramikou výrazně zeštíhluje. Typickou výzdobu tohoto období představují zejména vpichy, tvořící na tělech nádob dekor, přecházející od jednoduchých lineárních vpichů až po složitě vytvářené obrazce. Tato kultura byla na zkoumané lokalitě objevena prozatím pouze v jediném objektu. Jelikož se tento objekt nalézal v těsné blízkosti objektu s artefakty náležejícími kultuře s lineární keramikou (ve východní části plochy), lze předpokládat, že další sídelní komponenty z období neolitu byly zničeny v souvislosti s předchozí výstavbou. Doba bronzová - kultura knovízská (vč. štítarské fáze) Spadá do období pozdní doby bronzové ( př. n. l.). V našem případě je mnohdy obtížné odlišit štítarskou keramiku od tvarů kultury bylanské, potažmo halštatského období. V tomto stupni štítarské fáze je totiž keramika svým charakterem velmi podobná artefaktům z navazujícího období. Vyskytují se již velmi precizně zhotovené nádoby a to jak hrubá sídlištní keramika, tak keramika jemná s tenkým střepem. Povrch nádob byl zdrsňován pomocí dřívek, prstováním i různě silnými rytými linkami. Tyto linky v některých případech tvoří výzdobný dekor nejen na těle nádoby, ale i na uchách a okrajích. Na tenkých nádobách se často vyskytuje jemné tuhování doplněné vodorovnými linkami, někdy i ve více řadách. Starší doba železná - doba halštatská (Bylanská kultura) Keramické artefakty, včetně nádob jsou v tomto období ( př. n. l.) již na velmi vysoké úrovni zpracování. Vyskytuje se široké spektrum tvarů a výzdoby. Povrch nádob je zpravidla hladký, někdy opatřen nátěrem (engobou). Poměrně často se vyskytuje tuhování. Pro toto období je typická též vlešťovaná výzdoba, či malba. Oblíbeným ornamentem hojně používaným v kultuře bylanské byly především trojúhelníky (v různých variantách a provedeních), jemné vlasové linie tvořící bohaté ornamenty především na talířích a mísách se širokými okraji, spirálky, nebo například sluníčka. Kromě těchto období a kultur jsme na lokalitě zaznamenali i několik recentních objektů souvisejících s předchozí zástavbou. Jedním z takových objektů byl i poměrně hluboký sklep, který jsme však kvůli jeho velmi špatnému technickému stavu pouze geodeticky, kresebně a fotograficky zdokumentovali. I přesto, že v současné chvíli jsme teprve v počátcích archeologického výzkumu a doposud byla skryta jen část plochy, získaná data svědčí pro předpoklad, že pozůstatky pravěkého osídlení lze očekávat i na dalších úsecích zkoumané lokality. Není vyloučeno, že kromě pokračování sídelního areálu může následná skrývka a archeologické práce odhalit též komponenty pohřební, které by logicky navazovaly na dosud zjištěné archeologické situace. část polozemnice s vypreparovanou lebkou koně část polozemnice s reliktem kamenné konstrukce 19

20 ZPRÁVY Daniele Margarone v GIST Co je nového ve vědeckém týmu? Nákup nových technologií Vědecký tým ELI Beamlines se v těchto měsících zabývá především přípravou veřejných zakázek na nákup technologií nutných pro stavbu nejintenzivnějšího laseru pro uživatelský výzkum. Je logické, že na zadávací dokumentaci pro veřejné zakázky tohoto typu se musejí kromě právníků podílet také výzkumní odborníci, kteří s vysoutěženými zařízeními budou pracovat. Například Pavel Bakule a Daniel Kramer tak v současné době musí mj. zápasit i s administrativou přesnou specifikací jednotlivých objednávek. Díky tomu se však podařilo získat např. kvalitní předzesilovače od v oboru zavedených firem Fianium a AFS (Active Fiber Systems) nebo novou interakční komoru na testy odolnosti optických vrstev. Jonathan Tyler Green Kromě toho probíhá i nábor kvalifikované odborné síly. Výraznou posilou je Jonathan Tyler Green. Před dvěma lety obhájil disertační práci s názvem Optical Cavity-Based Continuous-Wave Raman Generation na University of Wisconsin-Madison a za sebou má mj. pracovní zkušenosti z LENS - European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy na univerzitě ve Florencii. Posily v experimentálním týmu Experimentální tým vedený vědeckým koordinátorem pro tematický výzkum Georgem Kornem se za poslední dva měsíce rozšířil hned o sedm členů. Jsou to: Ondřej Klimo, Jiří Limpouch, Tadzio Levato, Jan Pšikal, Ladislav Stanke, Mario Maggiore a Lucie Štolcová. Podrobněji je představíme v některém z příštích čísel. Návštěvou v korejském GIST Daniel Kramer, Daniele Margarone a Jan Prokůpek návštívili Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) v Korejské republice, který disponuje výkonným petawattovým laserem. V tomto středisku pracovali na experimentech urychlování protonů a vyzkoušeli přitom nové typy detektorů a terčů. Zkušenosti získané v Koreji se budou členům našeho vědeckého týmu hodit při práci v laserovém centru v Dolních Břežanech. 20 ELI Beamlines Newsletter 7 květen 2012